Ono što se ne može videti golim okom

SITNE nevidljive čestice prašine lebde u vazduhu. Ali onda tračak sunčeve svetlosti bane kroz prozor i odjednom ugledate ono što je dotad bilo nevidljivo. Prodoran snop svetla otkriva te čestice tako da ih čovek može videti.

Razmislimo malo o vidljivoj svetlosti, koja je golom oku bela ili bezbojna. Šta se dešava kad sunčeva svetlost pod određenim uglom prođe kroz kapljice vode? Tada voda služi kao prizma i mi vidimo dugu prelepih boja!

U stvari, predmeti koji nas okružuju reflektuju svetlost različite talasne dužine koju naše oči vide kao boju. Na primer, zelena trava sama po sebi ne proizvodi zelenu svetlost, već umesto toga apsorbuje vidljivu svetlost svih talasnih dužina izuzev zelene. Trava reflektuje zelenu talasnu dužinu koju mi vidimo. Zato našem oku trava izgleda zeleno.

Pomoć ljudskih instrumenata

Zadnjih godina je mnogo toga što se ne vidi golim okom postalo vidljivo zahvaljujući savremenim izumima. Običnim mikroskopom možemo pogledati na izgled beživotnu kap vode i otkriti da je prepuna svakojakih stvorenja koja se miču. A vlas kose, koja kad se gleda golim okom izgleda glatka i ravna, pod mikroskopom postaje hrapava i neravna. Veoma snažni mikroskopi mogu uvećati predmete milion puta, čime bi jedna poštanska marka dostigla veličinu neke manje države!

Uz pomoć još snažnijih mikroskopa, danas istraživači mogu dobiti konturne slike površine na nivou atoma. Tako mogu da vide ono što je donedavno bilo van ljudskog vidokruga.

S druge strane, kad noću pogledamo u nebo možemo videti zvezde. Koliko zvezda? Golim okom u najboljem slučaju vidimo nekoliko hiljada. Ali od pre skoro 400 godina kada je izumljen teleskop, ljudi mogu videti mnogo više zvezda. Onda je tokom 1920-ih pomoću snažnog teleskopa u opservatoriji na planini Vilson, otkriveno da izvan naše galaksije postoje i druge galaksije te da i one imaju bezbroj zvezda. Koristeći usavršene naprave za ispitivanje svemira koje je načinio čovek, naučnici danas procenjuju da postoji na desetine milijardi galaksija, i da mnoge od njih imaju na stotine milijardi zvezda!

Stvarno je zadivljujuće što se pomoću teleskopa otkrilo da su milijarde zvezda, koje izgledaju kao Mlečni put zato što su na izgled međusobno tako blizu, nepojmljivo udaljene jedne od drugih. Slično tome, snažni mikroskopi nam pomažu da vidimo kako su predmeti koji izgledaju čvrsti u stvari načinjeni od  atoma koji su uglavnom sastavljeni od praznog prostora.

Beskrajno mali

Najsitnija tačkica koja se može videti pomoću običnog mikroskopa sastoji se od preko deset milijardi atoma! Pa ipak, 1897. godine otkriveno je da atom ima elektron, sićušne čestice koje kruže. S vremenom je ustanovljeno da se jezgro atoma, oko koga elektroni kruže, sastoji od većih čestica — neutrona i protona. Ukupno 88 vrsta atoma, to jest elemenata koji se prirodno mogu naći na zemlji, u osnovi su iste veličine ali se razlikuju po težini zato što svaki elemenat ima progresivno veći broj tih triju osnovnih čestica.

Elektroni — u slučaju atoma vodonika, samo jedan elektron — vrte se oko jezgra atoma na milijarde puta u milionitom deliću sekunde, dajući time oblik atomu i čineći da se atom ponaša kao da je u čvrstom stanju. Masa jednog protona ili neutrona jednaka je masi skoro 1 840 elektrona. A proton i neutron su oko 100 000 puta manji od ukupne veličine samog atoma!

Da biste donekle stekli predstavu o tome koliko je atom prazan, pokušajte da zamislite jezgro atoma vodonika u odnosu na elektron koji kruži. Kad bi to jezgro, koje se sastoji od samo jednog protona, bilo veliko kao loptica za tenis, elektron koji kruži oko njega bio bi udaljen oko 3 kilometra!

Jedan izveštaj objavljen povodom proslave stogodišnjice otkrića elektrona komentarisao je: „Malo ljudi okleva da uzveliča nešto što niko ne vidi, što nema konkretnu veličinu, a ipak ima težinu koja se može izmeriti, električni naboj — i vrti se kao čigra... Danas niko ne dovodi u pitanje predstavu da nešto što ne možemo videti ipak postoji.“

Nešto još sitnije

Mašine za razbijanje atoma, koje česticama materije mogu pogoditi druge čestice, sada omogućuju naučnicima da zavire u jezgro atoma. Tako se danas piše o mnogim česticama s čudnim nazivima — pozitroni, fotoni, mezoni, kvarkovi i gluoni, da navedemo samo neke. Sve su one nevidljive čak i za najsnažnije mikroskope. Ali pomoću maglene komore, mehurave komore i brojača scintilacije, mogu da se vide tragovi njihovog postojanja.

Danas istraživači vide ono što je nekada bilo nevidljivo. Dok to čine, oni shvataju značaj onoga što smatraju za četiri fundamentalne sile — a to su gravitacija, elektromagnetna sila i dve subnuklearne sile označene kao „slaba interakcija“ i „jaka interakcija“. Neki naučnici se bave potragom za onim što je nazvano „teorija svega“, za koju se nadaju da će pružiti jedno logično objašnjenje svemira, od makroskopskog do mikroskopskog.

Šta možemo naučiti dok posmatramo ono što se ne može videti golim okom? I do kojih su zaključaka mnogi došli na osnovu novih saznanja? Odgovore će pružiti naredni članci.

[Slike na 3. strani]

Slike atoma nikla (gore) i platine

[Izvor]

Courtesy IBM Corporation, Research Division, Almaden Research Center